السبت، 23 أغسطس 2014

ما هو دليل السببية وكيف يستدل به (الجزء الثانى) ؟


بعد أن بينا ما هو المعنى الحقيقى الذى نريده ببرهان السببية وبمعناها الذى هو بديهية من البديهيات والذى بثه القرآن فى مواضع كثيرة نعود مرة أخرى للتعمق فى سبب اللبس الذى يحدث عندما يتكلم الفيزيائيون عن السببية
فمن معادلات Maxwell و تحويلات Lorentz وتجربة Fizeau علمنا ثبات سرعة الضوء فى الفراغ وهذه الظاهرة العجيبة نتج عنها تغيير شامل لنظرتنا للكون وللمكان والزمان فقد جاءت النظرية النسبية لآينشتين لتبنى هذا التصور الجديد مستندة على هذه الجهود السابقة فقد أصبح الثابت هو سرعة الضوء أو نسيج الزمكان لكن الزمان نفسه او المكان فليسوا إلا احداثيات متغيرة وفقا للمراقبين فقد فقدنا هذا التصور بأن الزمن مطلق absolute simultaneity ولم يعد هناك شيئا يمكن أن يكون مطلقا وبالتالى يقاس عليه غيره Reference frames إلا سرعة الضوء والأمر لم يتوقف عند هذا الحد بل ترتب عليه تصورات كثيرة منها
1-Eternalism
وهى اعتقاد أن الحاضر والماضى والمستقبل كلهم موجودون بالفعل وجودا حقيقيا ontology وليس معرفيا أو ذهنيا Epistemology
وهذا يجعل من فكرة الزمن شيئا آخر غير الذى نقصده حين يذكر أحدهم كلمة الزمن أو الوقت بل هذا يجعل من فكرة الزمن مجرد وهم وقد اعتقد آينشتين هذا بالفعل كما نقل عنهKarl Popper فى حديثه معه
In his discussion with Albert Einstein, Karl Popper argued against determinism)
The main topic of our conversation was indeterminism. I tried to persuade him to give up his determinism, which amounted to the view that the world was a four-dimensional Parmenidean block universe in which change was a human illusion, or very nearly so. (He agreed that this had been his view, and while discussing it I called him "Parmenides ) كتاب ((Unended Questions)
وهذا الأمر تطور مع الوقت فأصبح أصحاب نظرية quantum gravity يضعون نماذج نشأة الكون بدون زمن اطلاقا ويعتبرون الزمن فرضا زائدا عن الحاجة redundant
وفى مقابل Eternalism توجد Presentism التى هى تصورنا المألوف للزمن وأنه لا وجود للماضى ولا للمستقبل إلا فى أذهاننا و أن الحاضر فقط هو الذى له وجود حقيقى ontology

2- The relativistic causalityأو Einstein's causality principle
وهذه هى المشكلة الحقيقية لأنك عندما تختصر مفهوما عاما فى جزئية صغيرة من جزئياته تظهر لك التناقضات والمفارقات... فمفهوم السببية مفهوما عام يشمل العلاقة الثابتة بين الأشياء المادية أو المعنوية وهو بذلك يشمل القوانين الفيزيائية والمنطقية وكل شيء له معنى حقيقى أو وجود حقيقى وأرجو مراجعة الجزء الأول من موضوع (حقيقة السببية ...) للوقوف على حقيقة المعنى المراد
أما سببية آينشتين أو النسبية الخاصة فهى قائمة على تصورها السابق للزمان والمكان وسرعة الضوء فحيث أن الزمان لم يعد مطلقا فلكى تكون العلاقة السببية صحيحة بين ما يسمى فى الفيزياء (سببا ) وما يسمى فى الفيزياء (نتيجة) يجب ربطها بشيء ثابت وإلا فإن الحدثين الذى يفصل بينهما space-like interval يمكن أن يرهما أحد المراقبين فى نفس الوقت لكن فى مكانيين مختلفين أو يرهما سببا قبل النتيجة أو يرهما سببا بعد النتيجة ولأن السبب يجب أن يسبق النتيجة كان حتما الرجوع إلى الشيء الثابت وهو سرعة الضوء أو نسيج الزمكان فكل نقطة على نسيج الزمكان لها هذا المخروط الضوئى light cone والذى تنتمى إلى مستقبلها على المخروط كل النتائج التى تنسب إليها 
http://en.wikipedia.org/wiki/Light_cone#mediaviewer/File:World_line.svg
متى تنتهك السببية النسبية أو سببية آينشتين ؟
تنتهك حين تنقل معلومة (مثل انبعاث اشارة كهرومغناطيسية من نقطة إلى أخرى ويتم تحديدها فى النقطة المستقبلة للإشارة) بسرعة أكبر من الضوء أو تنقل طاقة بسرعة أكبر من الضوء أو يسرع جسيم بسرعة أكبر من سرعة الضوء أو يسير جسم له كتلة بسرعة الضوء
وذلك لأنه السببية النسبية تعنى أنك لا يمكن أن تنقل معلومة أو طاقة بسرعة أكبر من الضوء
فهناك أشياء تسير أسرع من الضوء لكنها لا تنقل معلومة أو طاقة فهذا لايعد انتهاكا للسببية النسبية مثل هذه الحالات المذكورة فى الرابط أدناه والتى تسمى superluminal
http://en.wikipedia.org/wiki/Superluminal
أو ذلك الفرض النظرى للجسيم Tachyon الذى يسير دائما أسرع من الضوء فهو لم يتم تسريعه ليكون أسرع من الضوء وإنما هو دائما أسرع من الضوء فهذا أيضا لا ينتهك السببية النسبية
والآن ماذا لو كان لنقطة على نسيج الزمكان نتيجة خارج هذا المخروط المستقبلى لها the future light cone ؟
حينها تكون هذه النتيجة وقعت بشكل آنى وتكون هذه المعلومة أو الطاقة نقلت أسرع من الضوء وهذا هو ما كان يجزم آينشتين أنه مستحيل فى مناظرته مع بور والذى وقع بالفعل فى ميكانيكا الكم ويعرف باسم Quantum entanglement والذى أثبته جون بيل فيما يعرف ب Bell's theorem ومختصر الأمر أن الإلكترونين الذى سبق تفاعلها أو خرجا من نفس المصدر يبقيا متشابكين فالالكترونات فى نفس مستوى الطاقة للذرة لو كان أحدهما برمه Spin لأعلى كان الآخر لأسفل حسب ما يعرف بقانون Pauli exclusion principle لكن إذا تم الابعاد بينهما لمسافة أكبر من تلك التى يستطيع أن يقطعها الضوء فحسب تصور النسبية الخاصة فإننا لو قمنا بقياس برم أحدهما فوجدناه لأعلى فإن الآلكترون الآخر لن تصل له هذه المعلومة إلا بسرعة الضوء فلو قسنا برمه لن يكون لأسفل إذا كان فى مكان بعيد لا يستطيع الضوء الوصول له قبل أن نقيسه
لكن ما حدث هو عكس ما تصور آينشتين فإن المعلومة تنتقل بشكل آنى فى التشابك الكمى فلو كان أحدهما فى احدى طرفى الكون والآخر فى الطرف المقابل لوصلته المعلومة فى نفس لحظة القياس وهذا يسمى انتهاكا للسببية النسبية
و كل ذكر للسببية أو لإنتهاكها فى الفيزياء فهذا هو المراد به ألا وهو انتهاك السببية النسبية بانتقال معلومة أو طاقة أسرع من الضوء
فهل هذا له علاقة بالسببية التى نعنيها بكلامنا ؟
بالطبع لا فنحن لاعلاقة لنا بأن لا تتجاوز المعلومة سرعة الضوء(السببية النسبية) ولا بأن تنتقل بشكل آنى (ميكانيكا الكم) وهذه المعركة لا ناقة لنا فيها ولا جمل ولم نعني يوما بكلامنا عن السببية كبديهية هذا المعنى الخاص المتعلق بسرعة الضوء ولم نرى غضاضة فى وجود علاقة سببية تسمى بالتشابك الكمى ويؤثر فيها السبب على النتيجة بشك آنى فلكل شيء طبيعته والتى تحددها الأدلة التجريبية و لا علاقة لهذا بمعنى السببية نفسه ويرجى مراجعة الرد على الشبهة الثالثة فى هذا الموضوع
http://www.ansarsunna.com/vb/showthread.php?t=37424
3- Determinism الحتمية
وهى أشبه بما يعرف  بالشرط الكافى فى المنطق والذى يلزم فيه تحقق النتيجة فورا فى الزمن الذى تتحقق فيه الشروط فهى مرتبطة ارتباطا شديدا بالزمن وبالتحديد والتعيين فى المادة والطاقة والأحداث 


"Determinism: The world is governed by (or is under the sway of) determinism if and only if, given a specified way things are at a time t, the way things go thereafter is fixed as a matter of natural law
مصدر التعريف السابق 

و بما أن نظرة آينشتين للزمن تقول أن الماضى والحاضر والمستقبل موجودون بالفعل وجودا حقيقيا فهذا القول لا يمكن أن يتماشى مع ما تقوله ميكانيكا الكم فهى مبنية على الاحتمالية فكونك تقول أن الحاضر احتمالى والقياس يغير فى المستقبل كأنك تقول(بالنسبة لمن يتبنى النظرة الحتمية) عن شيء وقع بالفعل فى الماضى أنه احتمالى متغير فهذا جنون بلا شك
لكن التجارب أيدت قول ميكانيكا الكم ضد الحتمية وأكدت على الحتمالية وعدم الدقة فى طبيعة الأشياء uncertainty principle ...وإن كان السبب فى القول بالحتمية هو هذا التصور للزمن الخاص بالنسبية الخاصة فهذا يبين أنها ليست منبثقة من السببية فضلا عن أن تكون هى نفسها السببية كما يحاول البعض ادعاء ذلك 
وقد فرق Max Born (وهو من مؤسسى النظرية الحديثة للفيزياء الكمية) بين السببية والحتمية فى كتاب Natural Philosophy Of Cause And Chance فى فصل CAUSALITY AND DETERMINISM
ووضع تعريفا لكل منها وضرب الأمثلة على ذلك واعتبر السببية علاقة ثابتة شاملة مهيمنة على الزمان والمكان والمنطق فهى غير معتمدة على الوقت أو غيره من المتغيرات وضرب أمثلة على ذلك مثل (الحروب تحدث بسبب الظروف الإقتصادية) فهذه علاقة مستقلة عن الوقت وذكر فى جزء آخر من شروط السببية ( أن السبب يجب أن يسبق النتيجة أو أن يتزامن معها على الأقل ) وهذا فى الحقيقة هو اللازم الصحيح المنطقى خلافا للسببية النسبية التى تمنع التزامن والتواصل بشكل آنى وتمنع انتقال المعلومة بسرعة أكبر من الضوء بناء على أسسها وليس على المعنى الصحيح للسببية أو لوازمها المنطقية
واعتبر الحتمية نوعا من الاستقراء التوافقى وليست من السببية وضرب مثلا على ذلك بجدول الرحلات فى السكة الحديدية فهذا محدد وحتمى لكنه ليس سببى ولا معنى للسؤال عن لماذا هذا التوقيت وما سببه ؟

وهذا بحث علمى حديث يصرح بأن السببية قائمة فى ميكانيكا الكم دون الحتمية وأن الحتمية هى الأخرى يمكنها أن تقوم بدون السببية فى نماذج افتراضية أخرى ليبرهن على أن السببية والحتمية مفهومان مستقلان تماما وإن كان هناك تشابك بينهما يسبب اللبس فى كثير من الأحيان 

Causality has often been confused with the notion of determinism. It is mandatory to separate the two notions in view of the debate about quantum foundations. Quantum theory provides an example of causal non-deterministic theory. Here we introduce a toy operational theory that is deterministic and non-causal, thus proving that the two notions of causality and determinism are totally independent.


السببية كثيرا ما يتم الخلط بينها وبين الحتمية .ومن الضرورى الفصل بين المفهومين فى ضوء النقاش حول أسس الكم  النظرية الكمية تقدم مثال للنظرية السببية الغير حتمية ونحن هنا نقدم نموذج تقريبى  حتمي وغير  سببي مما يثبت أن مفهومي السببية والحتمية مستقلين تماما

وهناك ما يعرف ب Adequate determinism 
وهو مفهوم صحيح الى حد كبير فهو يرى أن احتمالات ميكانيكا الكم جزء من القانون الطبيعى فهى حتمية لكنها ليست بتلك الصورة القديمة ولكن بصور أكثر صوابا لكن هذا لا يعنى أن ميكانيكا الكم لا يحكمها قانون او علاقات ثابتة كما يتصور البعض وهذا هو نفس ما نقوله بالضبط وأن العلة هى وجود قانون وعلاقة ثابتة وهذه هى حقيقة السببية ولا علاقة لنا بالتصورات الخاطئة وهذا الذى ذكرته عن الحتمية بمفهومها الجديد قاله ستيفن هوكينج الفيزيائى الملحد فى كتاب التصميم العظيم صفحة 72
Grand Design (2010),: "Quantum physics might seem to undermine the idea that nature is governed by laws, but that is not the case. Instead it leads us to accept a new form of determinism: Given the state of a system at some time, the laws of nature determine the probabilities of various futures and pasts rather than determining the future and past with certainty

الترجمة "قد يبدو أن الفيزياء الكوانتية تقوض فكرة أن الطبيعة تخضع ( للقوانين)، ولكن هذا ليس صحيحا ولكن فى المقابل فهذا يقودنا لقبول شكل جديد من أشكال الحتمية: نظرا لحالة النظام في وقت ما، ( فالقوانين) الطبيعة تحدد الاحتمالات المختلفة لكل من الماضى والمستقبل بدلا من تحديد ماض معين ومستقبل معين على وجه اليقين)

ولو استبدلنا كلمة القوانين فى كلام هوكينج بكلمة السببية سنجد أن هذا بالفعل هو الذى نتكلم عنه ونقصده بالسببية فليسميها قوانين طبيعية حاكمة أو يسميها أى شيء لكن هذا هو الدليل الصحيح الذى نستدل به والذى نريده بكلمة سببية وهذا هو نفسه التعريف الرسمى لكلمة قانون فيزيائى فهو 

(is a theoretical principle deduced from particular facts, applicable to a defined group or class of phenomena, and expressible by the statement that a particular phenomenon always occurs if certain conditions be present)

فلا معنى لهذا التعريف لو لم يكن العلاقات المنطقية ثابتة لكى يمكننا الاستنتاج ولا معنى للقانون لو كانت المشاهدات المعينة فى الظروف المعينة غير ثابتة فكل هذا يعنى العلاقة الثابتة بين الأشياء سواء كانت مادية أو معنوية وهذا ما عرفنا به السببية
4-locality:المحلية بمعنى أنه لا يمكن لمعلومة أن تنتقل بسرعة أكبر من الضوء
5-Realism الواقعية بمعنى أن الأشياء لها وجود حتمى بشكل مستقل عن القياس وهذا يخالف ميكانيكا الكم التى تقول أن القياس يؤثر على الدالة الموجية فيحدث لها انهيار على الاحتمال الأكبر wave collapse

-----------------------------------------------------------------------------------------------
هناك من يستدل ببعض الأبحاث العلمية التى تتحدث عن فيزياء الكم زاعما أنها تنسف مبدأ السببية لأنها تثبت أن النتيجة تقع فى العالم الكمى قبل السبب أو ان النتيجة تؤثر فى سببها إلى غير ذلك مثل استدلالهم بهذا البحث وهذا هو ردنا على ذلك :
1-البحث الذى عبارة عن نموذج نظرى وليس تجربة عملية
(هذا اقتباس من البحث ذاته) 

(The natural question is whether 'non-causal' quantum correlations of the kind described by our formalism can be found in nature. One can speculate that they may exist in unprobed physical regimes, such as, for example, those in which quantum mechanics and general relativity become relevant)

2- هذا النموذج يعرض شيء مماثل لما فعله بيل حين بين أن التشابك الكمى هو الصحيح وأن "الحتمية وليس السببية" هى الخطأ لكن بيل عمل على بيان عدم التحديد فى المكان وهذا النموذج يعمل على عدم التحديد فى الزمان 


3- الفكرة تقول أن هناك علاقة كوانتمية ولكنها غير سببية بمعنى أنه ليس هناك قبل وبعد و بالتالى ليس هناك سبب ونتيجة و إنما هذه العلاقة يتحكم فيها ما يتحكم فى العالم الكمى فتؤثر فيها البيئة من حولها و القياس تماما كما تؤثر فى الوضع الفائق حين ينهار أو تنهار الدالة الموجية عند القياس فإن كنا سنسميها سببية لا محالة فلتكن سببية غير محددة بها متغيرات عشوائية تماما كحال الجسيمات الذرية الغير محددة فى زمانها وطاقتها أو الغير محددة فى سرعتها ومكانها 

(هذا اقتباس من بحث ثانى حديث لأحد كتاب البحث الأول الذى وضعته)

(If one assumes that quantum mechanical laws can be applied to causal relations, one might have situations in which the causal order of events is not always fixed, but is subject to quantum uncertainty, just like position or momentum)

4- النسبية العامة بسبب تحدبات الزمكان توقعت نفس التوقع النظرى الذى يقول بأن الشيء قد يؤثر فى ماضيه لكنها جعلت الشيء نفسه يؤثر فى سببه مما يؤدى الى مفارقة الجد الشهيرة

(هذا اقتباس من البحث الأول)
((It is also worth noting that exotic causal structures already appear in the classical theory of general relativity. For example, there exist solutions to the Einstein equation containing closed time-like curves (CTCs))
 مما يهدم السببية فعلا لأن هنا يوجد تحديد للسبب وللنتيجة وتعيين أن النتيجة أثرت فى سببها لكن ما قدمه الباحثون فى هذا النموذج ليس كذلك و إنما شيء مختلف يتفادى تلك المعضلة
(هذا اقتباس من البحث الأول)
In other words, any process can be thought of as having the form of a CTC, where information is sent back in time through a noisy channel (see also Fig. 1b). The existence of processes that do not describe definite causal order is therefore not incompatible with general relativity in principle. It is sometimes argued that CTCs should not exist as they generate logical paradoxes, such as an agent going back in time and killing his grandfather. The possible solutions that have been proposed42, 43, 44, 45, 46, 47, in which quantum mechanics and CTCs might coexist, involve non-linear extensions of quantum theory that deviate from quantum mechanics already at the level of local experiments. Our framework, on the other hand, is by construction linear and in agreement with local quantum mechanics, and yet paradoxes are avoided, in accordance with the Novikov principle48, due to the noise in the evolution 'backward in time'.))
 لأنه يتفادى التحديد ويتفادى تعين أحدهم فى الماضى والآخر فى المستقبل أو أحدهم قبل والآخر بعد أو أن البعد أثر فى القبل
(هذا اقتباس من البحث الثانى)
Indefinite causal structures could correspond to superpositions of situations where, roughly) speaking, 'A is in the past of B' and 'B is in the past of A' jointly. One may speculate that such situations could arise when both general relativity and quantum physics become relevant. A simple example could involve a single massive object in a superposition of two or more distinct spatial positions. Because the object is in a spatial superposition, the gravitational field it produces will also be in a superposition of states, and so will the space–time geometry itself. This may lead to situations in which it is not fixed in advance whether a particular separation between two events is time-like or space-like.)
(Most interestingly, we have found situations where two operations are neither causally ordered nor in a probabilistic mixture of definite causal orders: that is, one cannot say that one operation is either before or after the other. In these cases the process is not a probabilistic mixture of the processes with definite causal order)
 و إنما المطروح هنا هو عدم التحديد فى السببية و عدم وجود خلفية كونية عامة للزمن
(هذا اقتباس من البحث الأول)
(Figure 2: Local quantum experiments with no assumption of a pre-existing background time or global causal structure.)
 فهى تعميم لعدم الدقة على السببية والزمن و ليست تعيين للسببية والزمن ثم اثبات الضد أو التناقض مما يؤدى الى نفى تلك المفاهيم ولو كان الأمر كما زعم الملاحدة الذين يستشهدون بمثل هذه الأبحاث لكان  المفترض من هذا النموذج  أنه يثبت تناقض المنطق استنادا لقوانين فيزياء الكم لكن الكاتب لم يقل هذا أبدا 
(اقتباس من البحث الثانى)
(If such structures cannot be excluded on a logical basis, do they exist in nature? And if they do, why have they not yet been observed in quantum experiments?)
مرة أخرى النموذج المقترح ليس مناقضا للسببية بالمفهوم العام لأنه لم يعين سبب ونتيجة ثم أثبت تأثير النتيجة فى سببها فهو ليس كمعضلة الجد ولذلك تفادى هذا التناقض المنطقى وهذا واضح فى الشكل التوضيحى الأول فى البحث وإنما يفترض أن العلاقة التى تربط بوب بأليس علاقة غير حتمية و غير محددة معينة بل هى عشوائية  كما هو حال العالم الكمى كله و يغير نتائجها القياس كما هو حال العالم الكمى أيضا فربما تعطى فى كل مرة نتيجة مختلفة  ولذلك وضع نموذجه(e) منفصلا عن نموذج مفارقة الجد (d)


( اقتباس من البحث الثانى)


(correlations with indefinite causal order allow Bob, depending on his choice of measured observable, to effectively end up 'before' or 'after' Alice with a probability of 1/√2 (see Fig. 1e). All causal loops and paradoxes are avoided: in every single run, only one-way signalling is realized, but the signalling direction, from Alice to Bob or from Bob to Alice, is in Bob's control and may vary from run to run.)

----------------------------------------------------------------------------------------
وأخيرا وبعد أن تكلمنا عن معنى السببية فهذا البرهان ينطلق من هذا المعنى الذى حررناه عن السببية ليقودنا فى استدلال منطقى على الخالق الحى القيوم 


الإستدلال ببرهان السببية


والله أعلى وأعلم
التعليقات
0 التعليقات

ليست هناك تعليقات :

إرسال تعليق

Translate